Помощь студентам в учебе
Повышение эффективности борьбы с гидратообразованием и оптимизация расхода ингибитора на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении (ЯНАО)
|
Введение 18
1 Общая характеристика Заполярного нефтегазоконденсатного
месторождения 20
1.1 Общие сведения о месторождении 20
1.2 История освоения месторождения 21
1.3 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза 22
1.4 Тектоническое строение месторождения 23
1.5 Нефтегазоносность Заполярного месторождения 23
1.6 Фильтрационно-ёмкостные свойства пород 25
1.7 Физико-химическая характеристика газа 28
1.8 Прогноз технологических показателей разработки Заполярного
месторождения 29
2 Общие сведения о гидратах и гидратообразовании 24
2.1 Сущность газовых гидратов 24
2.2 Структуры газовых гидратов 25
2.3 Физико-химические свойства гидратов 26
2.4 Условия формирования газовых гидратов 28
2.5 Методы предотвращения и борьбы с гидратообразованием 35
2.6 Места техногенного гидратообразования 47
2.7 Технологии оптимизации расхода метанола 48
2.7.1 Технология регенерации метанола методом ректификации 50
2.7.2 Технология регенерации метанола методом отдувки 54
3 Анализ процесса подготовки газа на установке комплексной подготовки
газа Х Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 56
3.1 Описание технологического процесса подготовки газа 65
3.1.1 Здание переключающей арматуры 66
3.1.2 Площадка пробкоуловителей 66
3.1.3 Дожимная компрессорная станция 67
3.1.4 Цех осушки газа 67
3.1.5 Аппарат воздушного охлаждения 69
3.1.6 Установка регенерация ДЭГа 69
3.2 Анализ процесса регенерации метанола на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении 58
3.2.1 Схема установки регенерации метанола на УКПГ Х Заполярного
месторождения 58
3.2.2 Анализ параметров работы установки регенерации метанола и
подбор оптимальных значений 60
3.2.3 Расчет флегмового числа 67
4 Финансовый менеджмент ресурсоэффективность и ресурсосбережение 69
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 69
4.1.1 Анализ конкурентных технических решений 69
4.1.2 SWOT - анализ 71
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 74
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 74
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения 75
4.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 76
4.3 Бюджет научно - технического исследования (НТИ) 79
4.3.1 Расчёт материальных затрат НТИ (НИР) 79
4.3.2 Расчёт амортизации специального оборудования 80
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 81
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 83
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые начисления) 83
4.3.6 Накладный расходы 84
5 Социальная ответственность 88
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
5.2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов ...
89
5.2.1 Анализ потенциально вредных производственных факторов 91
5.2.2 Анализ потенциально опасных производственных факторов 93
5.3 Экологическая безопасность 97
5.3.1 Защита атмосферы 98
5.3.2 Защита гидросферы 99
5.3.3 Защита литосферы 99
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
Заключение 103
Список использованных источников 105
Приложение А Литолого-стратиграфический разрез сеноманских отложений
Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 109
Приложение Б Технологическая схема подготовки газа на УКПГ Х Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 110
Приложение В Схема блока огневой регенерации метанола 111
1 Общая характеристика Заполярного нефтегазоконденсатного
месторождения 20
1.1 Общие сведения о месторождении 20
1.2 История освоения месторождения 21
1.3 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза 22
1.4 Тектоническое строение месторождения 23
1.5 Нефтегазоносность Заполярного месторождения 23
1.6 Фильтрационно-ёмкостные свойства пород 25
1.7 Физико-химическая характеристика газа 28
1.8 Прогноз технологических показателей разработки Заполярного
месторождения 29
2 Общие сведения о гидратах и гидратообразовании 24
2.1 Сущность газовых гидратов 24
2.2 Структуры газовых гидратов 25
2.3 Физико-химические свойства гидратов 26
2.4 Условия формирования газовых гидратов 28
2.5 Методы предотвращения и борьбы с гидратообразованием 35
2.6 Места техногенного гидратообразования 47
2.7 Технологии оптимизации расхода метанола 48
2.7.1 Технология регенерации метанола методом ректификации 50
2.7.2 Технология регенерации метанола методом отдувки 54
3 Анализ процесса подготовки газа на установке комплексной подготовки
газа Х Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 56
3.1 Описание технологического процесса подготовки газа 65
3.1.1 Здание переключающей арматуры 66
3.1.2 Площадка пробкоуловителей 66
3.1.3 Дожимная компрессорная станция 67
3.1.4 Цех осушки газа 67
3.1.5 Аппарат воздушного охлаждения 69
3.1.6 Установка регенерация ДЭГа 69
3.2 Анализ процесса регенерации метанола на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении 58
3.2.1 Схема установки регенерации метанола на УКПГ Х Заполярного
месторождения 58
3.2.2 Анализ параметров работы установки регенерации метанола и
подбор оптимальных значений 60
3.2.3 Расчет флегмового числа 67
4 Финансовый менеджмент ресурсоэффективность и ресурсосбережение 69
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 69
4.1.1 Анализ конкурентных технических решений 69
4.1.2 SWOT - анализ 71
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 74
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 74
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения 75
4.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 76
4.3 Бюджет научно - технического исследования (НТИ) 79
4.3.1 Расчёт материальных затрат НТИ (НИР) 79
4.3.2 Расчёт амортизации специального оборудования 80
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 81
4.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 83
4.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые начисления) 83
4.3.6 Накладный расходы 84
5 Социальная ответственность 88
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
5.2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов ...
89
5.2.1 Анализ потенциально вредных производственных факторов 91
5.2.2 Анализ потенциально опасных производственных факторов 93
5.3 Экологическая безопасность 97
5.3.1 Защита атмосферы 98
5.3.2 Защита гидросферы 99
5.3.3 Защита литосферы 99
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
Заключение 103
Список использованных источников 105
Приложение А Литолого-стратиграфический разрез сеноманских отложений
Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 109
Приложение Б Технологическая схема подготовки газа на УКПГ Х Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 110
Приложение В Схема блока огневой регенерации метанола 111
Одним из главных осложняющих факторов при добыче нефти и газа является образование газовых гидратов. Гидраты могут образовываться как в скважине, так и в промысловых трубопроводах и установках. Борьба с гидратообразованием является важной частью процесса эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений.
Существуют различные способы предотвращения и ликвидации газовых гидратов, однако, наиболее распространенным является химический метод. Заключается он в ингибировании химических реагентов, которые предотвращают процесс образования газовых гидратов и удаляют уже образованные структуры.
Различают множество видов ингибиторов гидратообразования: термодинамические, кинетические, ингибиторы гидратоотложения и другие. Однако, наиболее распространенным и эффективным средством по борьбе с гидратами является метанол.
Помимо этого, важным вопросом при подготовке газа является его регенерация, поскольку постоянно закачивать новый метанол экономически невыгодно. Процесс восстановления концентрации метанола является очень важным, поскольку, повышая его концентрацию, мы добиваемся меньшего его расхода. Этот факт повышает эффективность работы газовых и газоконденсатных промыслов.
Актуальность данной работы: снижение объемов потребления ингибитора гидратообразования - метанола.
Новизна заключается в анализе и повышении эффективности работы установки регенерации метанола на территории газового промысла при изменении технологических параметров работы данной установки.
Практическая значимость позволяет применить данные параметры на промысле и повысить эффективность работы установки.
Целью выпускной квалификационной работы является анализ и обоснование применения метанола в качестве ингибитора гидратообразования, а также анализ методов, направленных на повышение эффективности его применения.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть схему подготовки газа и выделить места наиболее подверженные отложениям газогидратов;
2. Провести анализ применяемых ингибиторов гидратообразования и рассмотреть возможные методы повышения эффективности применения метанола;
3. Проанализировать и предложить улучшения технологических
параметров процесса регенерации метанола.
Существуют различные способы предотвращения и ликвидации газовых гидратов, однако, наиболее распространенным является химический метод. Заключается он в ингибировании химических реагентов, которые предотвращают процесс образования газовых гидратов и удаляют уже образованные структуры.
Различают множество видов ингибиторов гидратообразования: термодинамические, кинетические, ингибиторы гидратоотложения и другие. Однако, наиболее распространенным и эффективным средством по борьбе с гидратами является метанол.
Помимо этого, важным вопросом при подготовке газа является его регенерация, поскольку постоянно закачивать новый метанол экономически невыгодно. Процесс восстановления концентрации метанола является очень важным, поскольку, повышая его концентрацию, мы добиваемся меньшего его расхода. Этот факт повышает эффективность работы газовых и газоконденсатных промыслов.
Актуальность данной работы: снижение объемов потребления ингибитора гидратообразования - метанола.
Новизна заключается в анализе и повышении эффективности работы установки регенерации метанола на территории газового промысла при изменении технологических параметров работы данной установки.
Практическая значимость позволяет применить данные параметры на промысле и повысить эффективность работы установки.
Целью выпускной квалификационной работы является анализ и обоснование применения метанола в качестве ингибитора гидратообразования, а также анализ методов, направленных на повышение эффективности его применения.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть схему подготовки газа и выделить места наиболее подверженные отложениям газогидратов;
2. Провести анализ применяемых ингибиторов гидратообразования и рассмотреть возможные методы повышения эффективности применения метанола;
3. Проанализировать и предложить улучшения технологических
параметров процесса регенерации метанола.
В разработке месторождений Крайнего Севера значительную роль играет борьба с гидратообразованием. Гидратные пробки значительно осложняют процесс добычи и подготовки газа и газоконденсата. Наиболее распространенным способом борьбы с гидратообразованием является ингибирование углеводородов химическими реагентами. Наиболее эффективным ингибитором гидратообразования является метанол.
Многолетний опыт использования метанола доказал его практическую эффективность. На многих северных месторождениях ввиду сурового, холодного климата в качестве ингибитора гидратообразования используют именно метанол. Метанол показывает более высокую эффективность по снижению температуры гидратообразования в сравнении с другими термодинамическими и кинетическими ингибиторами. Более того, метанол по себестоимости является недорогим реагентом.
На данный момент ведется активное изучение кинетических ингибиторов гидратообразования. Главным их плюсом является низкая дозировка в сравнении с термодинамическими ингибиторами. Однако, на данном этапе изучения нехватка опыта практического использования не позволяет с уверенностью говорить об их высокой эффективности.
Важным процессом, сопутствующим подготовке газа, является процесс регенерации метанола. Заключается он в восстановлении концентрации метанола в смеси с водой. Чем выше концентрация метанола на выходе из установки регенерации, тем меньшее количество его необходимо для подачи в скважину или трубопровод. Регенерация осуществляется в ректификационной колонне, в которой приходящий на регенерацию водометанольный раствор разделяется по температурам кипения на разные фракции. Контроль и оптимизация технологических параметров при данном процессе увеличивает эффективность использования установки регенерации метанола.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были подобраны оптимальные параметры работы блока огневой регенерации метанола. Температура верха колонны составила 67 °С, низа колонны 115 °С. Количество тарельчатых аппаратов равно 9. Давление низа колонны составляет 130 кПа, верха колонны 101 кПа. Выбор данных параметров позволяет наиболее эффективно производить процесс регенерации метанола, а, следовательно, и более эффективно бороться с гидратообразованием. Концентрация метанола в потоке регенерированного метанола составляет 99,89% (масс.), массовый расход 831,5 кг/ч. Выбор оптимальных параметров позволяет сэкономить до 86373,6 кг/год чистого метанола, привозимого на месторождение в качестве подпитки. В денежном эквиваленте это равняется 2159340 рублей. Оптимальное флегмовое число R работы данной колонны составляет 3.
Рекомендуется режим работы установки регенерации метанола с температурой низа колонны 115 °С и верха колонны 67 °С.
Проблема борьбы с гидратообразованием будет одной из главных проблем следующих лет, поскольку с каждым годом углеводороды все сложнее извлекать на поверхность, и в их составе большее количество конденсата. Большое количество конденсата будет приводить к более интенсивному процессу гидратообразования, поэтому разработка эффективных методов борьбы с ними будет актуальна и в будущем.
Многолетний опыт использования метанола доказал его практическую эффективность. На многих северных месторождениях ввиду сурового, холодного климата в качестве ингибитора гидратообразования используют именно метанол. Метанол показывает более высокую эффективность по снижению температуры гидратообразования в сравнении с другими термодинамическими и кинетическими ингибиторами. Более того, метанол по себестоимости является недорогим реагентом.
На данный момент ведется активное изучение кинетических ингибиторов гидратообразования. Главным их плюсом является низкая дозировка в сравнении с термодинамическими ингибиторами. Однако, на данном этапе изучения нехватка опыта практического использования не позволяет с уверенностью говорить об их высокой эффективности.
Важным процессом, сопутствующим подготовке газа, является процесс регенерации метанола. Заключается он в восстановлении концентрации метанола в смеси с водой. Чем выше концентрация метанола на выходе из установки регенерации, тем меньшее количество его необходимо для подачи в скважину или трубопровод. Регенерация осуществляется в ректификационной колонне, в которой приходящий на регенерацию водометанольный раствор разделяется по температурам кипения на разные фракции. Контроль и оптимизация технологических параметров при данном процессе увеличивает эффективность использования установки регенерации метанола.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были подобраны оптимальные параметры работы блока огневой регенерации метанола. Температура верха колонны составила 67 °С, низа колонны 115 °С. Количество тарельчатых аппаратов равно 9. Давление низа колонны составляет 130 кПа, верха колонны 101 кПа. Выбор данных параметров позволяет наиболее эффективно производить процесс регенерации метанола, а, следовательно, и более эффективно бороться с гидратообразованием. Концентрация метанола в потоке регенерированного метанола составляет 99,89% (масс.), массовый расход 831,5 кг/ч. Выбор оптимальных параметров позволяет сэкономить до 86373,6 кг/год чистого метанола, привозимого на месторождение в качестве подпитки. В денежном эквиваленте это равняется 2159340 рублей. Оптимальное флегмовое число R работы данной колонны составляет 3.
Рекомендуется режим работы установки регенерации метанола с температурой низа колонны 115 °С и верха колонны 67 °С.
Проблема борьбы с гидратообразованием будет одной из главных проблем следующих лет, поскольку с каждым годом углеводороды все сложнее извлекать на поверхность, и в их составе большее количество конденсата. Большое количество конденсата будет приводить к более интенсивному процессу гидратообразования, поэтому разработка эффективных методов борьбы с ними будет актуальна и в будущем.